(57)【要約】【課題】  先導機と推進函体との外形寸法が大きく異なる場合であっても、先導機と開口部及び推進函体と開口部との隙間から、土砂等が流出するのを確実に防止することができる推進工法における開口部止水方法を提供する。【解決手段】  推進工法における開口部止水方法を、開口部３に沿って第１の閉塞部材６を配置して、先導機４が開口部３から地盤に貫入した際に、第１の閉塞部材６により先導機４と開口部３との隙間を閉塞する工程と、拡径時には先導機４の通過を許容し、縮径時には推進函体５の外周に接触する第２の閉塞部材７をこの開口部３に配置し、掘進した先導機４の後端が開口部３内に到達した後、第２の閉塞部材７を推進函体５の外周に接触するように縮径することにより、推進函体５と開口部３との隙間を閉塞する工程と、から構成する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑内に設けた開口部から掘進する先導機と開口部との隙間、及びこの先導機の外形よりも小さい外形を有し、先導機の後端部に配置した推進函体と開口部との隙間から、土砂が立坑内に流出するのを防止するための推進工法における開口部止水方法であって、
開口部の形状に沿って第１の閉塞部材をこの開口部に配置して、先導機が開口部から立坑の壁面地盤に貫入した際に、第１の閉塞部材を先導機の外周に接触させて先導機と開口部との隙間を閉塞し、
拡径及び縮径自在に構成するとともに、拡径時には先導機の通過を許容し、縮径時には推進函体の外周に接触する第２の閉塞部材をこの開口部に配置し、
掘進した先導機の後端が開口部内に到達した後、第２の閉塞部材を推進函体の外周に接触するように縮径することにより、推進函体と開口部との隙間を閉塞する、ことを特徴とする推進工法における開口部止水方法。
【請求項２】
第２の閉塞部材を、開口部の断面に沿ってスライド可能に構成し、
開口部の内側に向かってスライドさせることにより、推進函体の外周に接触するように縮径する、ことを特徴とする請求項１に記載の推進工法における開口部止水方法。
【請求項３】
立坑内に設けた開口部から掘進する先導機と開口部との隙間、及びこの先導機の外形よりも小さい外形を有し、先導機の後端部に配置した推進函体と開口部との隙間から、土砂が立坑内に流出するのを防止するための推進工法における開口部止水方法であって、
加圧流体の供給により膨らむ膨張具を開口部の形状に沿って配置して、先導機が開口部から立坑の壁面地盤に貫入した際に、膨張具を先導機の外周に接触させて先導機と開口部との隙間を閉塞し、
掘進した先導機の後端が膨張具に達した後に、膨張具を、加圧流体のさらなる供給により、先導機との接触を保ちながらさらに膨らまして推進函体の外周に接触させることにより、推進函体と開口部との隙間を閉塞する、ことを特徴とする推進工法における開口部止水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進工法において、立坑内に設けた開口部から掘進する先導機と開口部との隙間、及び先導機の後端部に配置した推進函体と開口部との隙間から、土砂等が立坑内に流出するのを防止するための推進工法における開口部止水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法や推進工法などによって、特に大きな断面積を有する空間を構築する場合には、まず、構築すべき空間を包囲するように、掘進機等により多数本のトンネルを隣接して構築し、次に、それぞれのトンネルの内部にコンクリートを充填して空間の天井、壁に相当する外殻を形成し、その後、空間となる外殻内を掘削するといった方法が用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−８６３２０号公報（第２頁、図２）
【０００４】
このような方法では、多数本のトンネルが空間の外殻の役割を果たすことになるため、隣接して構築されるトンネル同士を隙間があかないように構築する必要がある。
このため、推進工法を用いて行う場合には、図６に示すように、推進函体ａの外形寸法を掘進用の先導機ｂの外形寸法よりも小さく設定しておき、先導機ｂで掘削した地盤と、先導機ｂの後端部に配置した推進函体ａとの隙間をモルタル等の改良層ｃで埋めることによりトンネルｄを構築するとともに、隣接するトンネルｅを、先導機ｂが先行して構築されたトンネルｄの改良層ｃを掘削して、トンネルｄと多少重なるように構築していく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のような比較的大きな空間する構築する方法を、推進工法を用いて行う場合には、通常の推進工法における問題点も含め、次のような問題がある。
＜１＞立坑の壁面は一般的にコンクリート等の土留壁で覆い、先導機が貫入するための開口部を設ける。
このため、通常の推進工法でも起こりうる問題として、先導機が開口部から一定距離まで貫入すると、先導機と開口部との間に生じた隙間から地下水で流動化した土砂等が立坑内に流入してくる可能性がある。
先導機の外形寸法と開口部の寸法とが一致していれば、先導機の貫入後にも土砂水の流入は発生しないはずであるが、実際には掘進中に、機体にわずかな傾斜や変形などが生じることから、両者の形状寸法を完全に一致させることは困難であり、先導機と開口部との隙間の発生は避けられない。
＜２＞特に、先導機と推進函体との外形寸法に大きな差がある場合には、先導機が開口部から貫入掘進して推進函体が開口部内に達すると、推進函体と開口部との間に大きな隙間が生じてしまう。
したがって、この隙間から土砂等が立坑内に流入してくる可能性がある。
【０００６】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、先導機と推進函体との外形寸法が大きく異なる場合であっても、先導機及び推進函体と開口部との隙間から、土砂等が流出するのを確実に防止することができる推進工法における方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を達成するための本発明の推進工法における開口部止水方法は、立坑内に設けた開口部から掘進する先導機と開口部との隙間、及びこの先導機の外形よりも小さい外形を有し、先導機の後端部に配置した推進函体と開口部との隙間から、土砂が立坑内に流出するのを防止するための推進工法における開口部止水方法であって、開口部の形状に沿って第１の閉塞部材をこの開口部に配置して、先導機が開口部から立坑の壁面地盤に貫入した際に、第１の閉塞部材を先導機の外周に接触させて先導機と開口部との隙間を閉塞し、拡径及び縮径自在に構成するとともに、拡径時には先導機の通過を許容し、縮径時には推進函体の外周に接触する第２の閉塞部材をこの開口部に配置し、掘進した先導機の後端が開口部内に到達した後、第２の閉塞部材を推進函体の外周に接触するように縮径することにより、推進函体と開口部との隙間を閉塞するものである。
【０００８】
また、本発明の推進工法における開口部止水方法は、第２の閉塞部材を、開口部の断面に沿ってスライド可能に構成し、開口部の内側に向かってスライドさせることにより、推進函体の外周に接触するように縮径するものである。
【０００９】
さらに、本発明の推進工法における開口部止水方法は、立坑内に設けた開口部から掘進する先導機と開口部との隙間、及びこの先導機の外形よりも小さい外形を有し、先導機の後端部に配置した推進函体と開口部との隙間から、土砂が立坑内に流出するのを防止するための推進工法における開口部止水方法であって、加圧流体の供給により膨らむ膨張具を開口部の形状に沿って配置して、先導機が開口部から立坑の壁面地盤に貫入した際に、膨張具を先導機の外周に接触させて先導機と開口部との隙間を閉塞し、掘進した先導機の後端が膨張具に達した後に、膨張具を、加圧流体のさらなる供給により、先導機との接触を保ちながらさらに膨らまして推進函体の外周に接触させることにより、推進函体と開口部との隙間を閉塞するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明の推進工法における開口部止水方法は、次のような効果を得ることができる。
＜１＞開口部に配置した第１の閉塞部材または膨張具によって、開口部からの先導機の貫入時に先導機と開口部との隙間を閉塞するため、立坑への土砂等の流出を防止して、先導機を安全に開口部から発進することができる。
＜２＞先導機の掘進により推進函体が開口部内に達した際には、開口部に配置した第２の閉塞部材または膨張具のさらなる膨らみによって、推進函体と開口部との隙間を閉塞するので、先導機と推進函体との外形寸法に大きな差がある場合でも、立坑への土砂等の流出を確実に防止して掘進作業を安全に継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
＜１＞開口部、先導機及び推進函体の外形寸法差
推進工法では、図１に示すように、立坑１の壁面に被覆したコンクリート製の土留壁２に開口部３を設けておく。
そして、この開口部３から、先導機４を貫入掘進するとともに、この先導機４の後端部に配置した推進函体５を押し込んでトンネルを構築していく。
一般的に、推進函体５の外形（軸方向断面の外形）は、先導機４の外形（軸方向断面の外形）内に収まるような寸法で、すなわち先導機４の外形よりも小さく形成してあるので、先導機４と推進函体５との外形には寸法差が生じる。
特に、図１に示すように、推進函体５の外形（ここでは正方形状）が、先導機４の外形（ここでは円形状）と異なる形状に形成してあるときには、先導機４と推進函体５との外形には寸法差が大きくなる。
開口部３は、先導機４の外形に対応し、この先導機４の外形よりも若干大きい相似形またはほぼ相似形（ここでは円形状）に形成する。
【００１３】
＜２＞止水構造
本発明の開口部止水方法に用いられる止水構造は、推進工法において、先導機４と開口部３との隙間、及び推進函体５と開口部３との隙間を閉塞して、地下水により流動化した土砂等が開口部３から立坑１内に流出するのを防止するためのものである。
止水構造は、第１の閉塞部材６と第２の閉塞部材７とを備えている。
【００１４】
＜３＞第１の閉塞部材
第１の閉塞部材６は、可撓性を有する材料、例えばゴム弾性材料で環状かつ板状に形成し、開口部３に沿って全周にわたって配置する。
第１の閉塞部材６の配置にあたっては、開口部３の後端側または表面側をあらかじめ大きく形成して内周に環状の段差面８を設けておき、この段差面８に外端部を取り付ける。
第１の閉塞部材６の内形は、先導機４が第１の閉塞部材６内に入ったときに、先導機４の外周に全周またはほぼ全周にわたって接触するように、この先導機４の外形よりもやや小さい相似形またはほぼ相似形（ここでは円形状）に形成しておく。
なお、第１の閉塞部材としては、従来公知のブラシなど、内端部が先導機４の外周に接触して開口部３からの土砂等の流出を阻止できる構成のものを広く採用することができる。
また、第１の閉塞部材６は、開口部３の土留壁２表面部分に固定する構成としてもよい。
【００１５】
＜４＞第２の閉塞部材
第２の閉塞部材７は、先導機４の後端が開口部３内に到達した後に、推進函体５と開口部３との間に生じる隙間を閉塞するように、この開口部３に配置するものである。
第２の閉塞部材７は、可撓性を有する材料、例えばゴム弾性材料で板状に形成し、開口部３の周方向に分割した複数枚の閉塞片９から構成する。
一方、図２に示すように、それぞれ開口部３の断面方向、例えば径方向にスライド可能に構成したブラケット１０を、閉塞片９に対応させて周方向に複数個、開口部３の土留壁２表面部分に設ける。
このブラケット１０に閉塞片９をそれぞれ取り付ける。
そして、閉塞片９をそれぞれ、ブラケット１０を介して開口部３の断面方向外側にスライドさせたときに、すなわち第２の閉塞部材７を拡径させたときに、先導機４の通過を許容するように構成しておく。
また、推進函体５が第２の閉塞部材７位置に達した後、閉塞片９をそれぞれ、開口部３の断面方向内側にスライドさせることにより、すなわち第２の閉塞部材７を縮径させることにより、隣り合う閉塞片９同士が接触あるいは接合して第２の閉塞部材７が環状体となるように構成する。
その際、第２の閉塞部材７または閉塞片９を、内端部または先端部が推進函体５に全周にわたって接触するように構成しておく。
このような構成により、推進函体５と開口部３との隙間の閉塞を容易かつ迅速に行うことができる。
開口部３の断面方向内端位置までスライドした閉塞片９またはブラケット１０は、開口部３に対して固定できるように構成しておく。
なお、第２の閉塞部材７は、縮径したときに開口部３の全周にわたる環状体を構成するものが好ましいが、推進函体５と開口部３との隙間の形状（軸方向断面の形状）に対応させて、直線状、円弧状、L字状、コの字状等の形状のもの、あるいは接触時または接合時にこのような形状を構成するものなど、内端部または先端部が推進函体５の外周に接触して開口部３からの土砂水の流出を阻止できる構成であれば必ずしも環状体を構成するものである必要はない。
また、ここで、第２の閉塞部材を、直線状、円弧状、L字状、コの字状等の非環状体で構成する場合には、拡径とは内端部あるいは先端部または開口部側端部が開口部３の径方向外側に変位することを意味し、縮径とは内端部あるいは先端部または開口部側端部が開口部３の径方向内側に変位することを意味する。
【００１６】
＜５＞先導機の貫入
開口部３を設けた土留壁２の背面の地盤は、土砂が崩壊しないように薬液注入などによりあらかじめ地盤改良を施しておく。
先導機４は、後端部に配置した推進函体５を立坑１内に設置したジャッキ（図示せず）により押圧することで、開口部３から立坑１の壁面地盤に貫入する。
このとき、図２に示すように、第１の閉塞部材６は、先導機４が挿入されることにより、内端部が前方に向かって弾性変形して、先導機４の外周に全周またはほぼ全周にわたって密封的に接触する。
そして、先導機４は、第１の閉塞部材６の内端部をこすりながら掘進していく。
したがって、先導機４の貫入の際には、第１の閉塞部材６によって先導機４と開口部３との隙間は閉塞されて水密性が図られ、第１の閉塞部材６の内端部が、土砂水の流出方向に反して前方に撓んだ状態で先導機４の外周に押し付けられることから、その後先導機４が掘進しても、開口部３からの土砂等の流出が確実に阻止される。
【００１７】
＜６＞第２の閉塞部材の配置
貫入後の掘進により先導機４の後端が開口部３内に到達したら、この後端が第１の閉塞部材６内を通過する前に、先導機４の掘進を一時停止する。
次に、図３に示すように、閉塞片９をそれぞれ、開口部３の断面方向内側にスライドさせ、すなわち第２の閉塞部材７を縮径させ、隣り合う閉塞片９同士を接触または接合させて第２の閉塞部材７を環状に構成し、かつ、閉塞片９の先端部、すなわち第２の閉塞部材７の内端部を推進函体５の外周に全周またはほぼ全周にわたって接触させた後、開口部３に対して固定する。
これにより、推進函体５と開口部３との隙間が閉塞されて水密性が図られ、推進函体５をさらに前方に押し込んでいっても、推進函体５と第２の閉塞部材７との接触状態は保持される。
また、推進函体５を前方に押し込むことにより、土砂等の流出方向に反して前方に撓んだ状態で推進函体５の外周に押し付けられるため、開口部３からの土砂等の流出が確実に阻止される。
なお、閉塞片９、すなわち第２の閉塞部材は、先導機４の後端が開口部３内に到達したら、ブラケット１０を介して開口部３の土留壁２表面部分に後付けする構成としてもよい。
【００１８】
＜７＞トンネルの構築
第２の閉塞部材７によって推進函体５と開口部３との隙間を閉塞したら、再び推進函体５を前方に押し込んで先導機４を掘進する。
先導機４の掘進は、地盤切削面を安定させるために、泥水を必要量加えながら行い、かつ、推進函体５の押し込み抵抗を抑えるために、推進函体５の外周に滑材を注入しながら行う。
先導機４により掘削された土砂は、スラリー輸送ポンプ、土砂圧送ポンプ、スクリューコンベアあるいはベルトコンベアなどにより推進函体５内を通して搬出する。
先導機４による掘進作業が終了したら、推進函体５の外周と先導機４による地盤掘削面との間にモルタル等の裏込め注入材を充填し、この裏込め注入材を硬化させて推進函体５の外周に改良層を形成することによりトンネルを構築する。
このときも、第２の閉塞部材７、または第１の閉塞部材６及び第２の閉塞部材７によって、裏込め注入材が開口部３から立坑１内に流入してしまうといったことが防止される。
【００１９】
＜８＞止水構造の変更例（図４、５）
本発明の開口部止水方法に用いられる止水構造は、膨張袋１１（膨張具）を備えて構成することができる。
膨張袋１１は、例えばゴム弾性材料で形成し、空気等の加圧流体を内部に供給することによって膨らむように構成する。
膨張袋１１は、あらかじめ環状に形成したものを開口部３に配置してもよく、複数個から構成して環状となるように開口部３に配置してもよい。
また、膨張袋１１は、開口部３の周りに沿って複数個取り付けた脱落防止部材１２によって、開口部３の周縁から外れないようにしておく。
一方、脱落防止部材１２は、開口部３の断面方向、例えば径方向に取り付け位置を変更できるように、あるいはスライド可能に構成しておく。
先導機４が開口部３から貫入する際には、図４に示すように、膨張袋１１が先導機４の外周に全周にわたって接触するように、この膨張袋１１を膨らまして先導機４と開口部３との隙間を閉塞する。
このとき、膨張袋１１は、掘削した地盤から開口部３へと流れる土砂圧に耐えうる内圧に設定しておく。
これにより、先導機４と開口部３との隙間からの土砂水の流出が確実に阻止される。
次に、先導機４の後端または後端部が膨張袋１１に達したら、あるいは脱落防止部材１２を通過したら、先導機４の掘進を一時停止する。
そして、図５に示すように、脱落防止部材１２を、開口部３の断面方向内側にさらに突出するように取り付ける、あるいは開口部３の断面方向内側にスライドさせる。
それにともない、膨張袋１１を、加圧流体のさらなる供給により、先導機４との接触を保ちながらさらに膨らまし、推進函体５の外周に全周またはほぼ全周にわたって接触させる。
このとき、前述したように、膨張袋１１は、掘削した地盤から開口部３へと流れる土砂圧に耐えうる内圧に設定しておく。
これにより、推進函体５と開口部３との隙間が閉塞され、この隙間からの土砂等の流出が確実に阻止される。
その後、先導機４をさらに掘進させてトンネルを構築していくこととなる。
膨張袋１１を用いることにより、先導機４と開口部３との隙間の閉塞、及び推進函体５と開口部３との隙間の閉塞の双方に対応できる。
【００２０】
＜９＞止水構造の他の変更例
なお、本発明の開口部止水方法に用いられる止水構造を、第１の閉塞部材６と膨張袋１１とを組み合わせて構成してもよい。
この場合には、膨張袋１１を、第２の閉塞部材７のように、推進函体５と開口部３との隙間のみを閉塞するものとして機能させればよい。
すなわち、先導機４の貫入の際には、第１の閉塞部材６により先導機４と開口部３との隙間の閉塞し、貫入後の掘進により先導機４の後端が開口部３内に到達したら、この後端が第１の閉塞部材６内を通過する前に、膨張袋１１を、加圧流体の供給によって膨らまし、推進函体５の外周に全周またはほぼ全周にわたって接触させる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の開口部止水方法が用いられる推進工法の構成図である。
【図２】推進工法における開口部止水方法を説明するための図である。
【図３】推進工法における開口部止水方法を説明するための図である。
【図４】推進工法における開口部止水方法の変更例を説明するための図である。
【図５】推進工法における開口部止水方法の変更例を説明するための図である。
【図６】推進工法を用いた大空間を構築する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・・・立坑
３・・・・・開口部
４・・・・・先導機
５・・・・・推進函体
６・・・・・第１の閉塞部材
７・・・・・第２の閉塞部材
１１・・・・膨張袋（膨張具）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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